nginx限流方案的实现(三种方式)

下面是对于“nginx限流方案的实现(三种方式)”完整攻略的讲解。

一、什么是nginx限流

nginx限流（Rate Limiting）是指在系统中对于某些接口或某些操作的并发数、请求速率等进行限制，以避免因为某些操作造成系统过载，从而导致系统的不可用。nginx限流是一个很重要的生产环境的安全性和稳定性问题，Nginx提供了基于连接数限流和基于请求限流两种限流方式。

二、实现nginx限流的三种方式

1. ngx_http_limit_req_module

1.1 介绍

ngx_http_limit_req_module是nginx官方提供的模块，它基于令牌桶算法实现了基于请求次数限流，并可以自定义桶的容量、限流的速率、是否拒绝超时请求等。

1.2 使用

以该模块为基础，用户只需要修改nginx的配置文件即可实现限流的效果。下面是一个示例的配置文件：

http { 
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=5r/s; 

    server {
        location /api {
            limit_req zone=one burst=10; 
            proxy_pass http://your-api-service; 
        }
    } 
}

1.3 参数说明

• limit_req_zone ：用于设定限流的zone，包括key和store。其中， key是用做标识符，用于将限制放在必要的地方，而store是指定使用的内存大小。

• rate ：设定每秒处理多少请求。

• limit_req ：定义一个限制请求的地方，它将使用相应的zone，如果超过设定好的次数，将返回状态码503，即“Service Unavailable”或者使用default处理。

2. ngx_http_limit_conn_module

2.1 介绍

ngx_http_limit_conn_module是nginx 官方提供的模块，它可以通过限制单个客户端的连接数达到限流的效果。

2.2 使用

模块只需要在需要限制的服务器块中添加一个 limit_conn_zone ，定义对连接数进行操作的变量。

以下是简单的配置示例：

http { 
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m; 

    server { 
        location / { 
            limit_conn addr 5; 
            proxy_pass http://your-backend; 
        } 
    } 
} 

2.3 参数说明：

• $binary_remote_addr ：指的是当前客户端的地址，可以根据实际情况修改。

• zone ：指的是内存的大小、键与值等。

• limit_conn_zone ：对在某个区块中被使用的(与客户端有关的)变量容量进行定义。

• limit_conn ：确定客户端IP的连接数，如果超过设定值，将返回状态码503，并显示“Service Unavailable”。

3. lua-resty-limit-traffic

3.1 介绍

lua-resty-limit-traffic是lua函数，是nginx中的一个模块，其实现方法与 ngx_http_limit_req_module 有些不同。它是使用lua和openresty工具包实现的一种基于令牌桶算法的限流，能够对接口的并发请求进行更加细致的限制。

3.2 使用

下面是具体的使用方法：

• 在nginx配置文件中添加 lua_package_path “/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";

• 然后在upstream之前设定对特定服务的threshold阀值。

• 最后在对应需要限流的location里，设置 threshold 所表示的阀值。

以下是示例代码：

http { 
    init_by_lua_block {
        local limit_traffic = require "resty.limit.traffic"
        local limit, err = limit_traffic.new("my_traffic_limit", 5, 1024) 
        if not limit then ngx.log(ngx.ERROR, "failed to instantiate a resty.limit object: ", err) end
    }

    server {
        location / {
            access_by_lua_block {
                local limit = ngx.shared.my_traffic_limit 
                local key = ngx.var.remote_addr .. "#" .. ngx.var.server_name 
                local delay, err = limit:incoming(key, true) 
                if not delay then ngx.log(ngx.ERR, "failed to limit traffic: ", err)
                elseif delay > 0 then 
                    ngx.sleep(delay) 
                end 
            }
            proxy_pass http://backend-service;
        }
    }
}

3.3 参数说明

• limit_traffic ： 限流lua模块。

• limit ： 具体使用的限流对象，设置阀值和流速等参数，阀值即默认预设的请求流量的限制，流速即单位时间内限制的请求数量。

• limit: incoming ：只有一个参数，即当前访问的用户id。如果该用户已经超过所配置的阀值，则返回必要的延迟。

总结

本文介绍了nginx限流方案的三种实现方式，并且在每种方式下给出了至少一例完整的示例说明。不同的实现方式可以根据实际需求和场景灵活选择。